(57)【要約】      （修正有）【課題】押出成形によりワークを変形加工するための装置を提供する。【解決手段】装置１は、変形加工工具２ならびにこのために設けられた、数値式の制御装置２０を備えたモータ式の変形加工駆動装置３を有している。変形加工駆動装置３用の制御装置２０は、力測定装置１６、比較ユニット１８ならびに制御ユニット１９を有している。力測定装置１６は、変形加工駆動装置３によるワーク５の変形加工中に変形加工工具２とワーク５とを相対する方向に押圧する送り力の値を測定することができる。比較ユニット１８は、力測定装置１６により測定された送り力の値を、変形加工駆動装置３によるワーク５の変形加工中に変形加工工具２とワーク５とを相対する方向に押圧する送り力の値の、規定された限界値と比較することができる。制御ユニット１９は、モータ式の変形加工駆動装置３を制御する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
押出成形、特に冷間押出成形によりワーク（５）を変形加工するための装置であって、
・変形加工工具（２）ならびに
・好適には数値式の制御装置（２０）により制御可能な、モータ式の変形加工駆動装置（３）を備えており、
該変形加工駆動装置（３）により、前記変形加工工具（２）と、変形しようとするワーク（５）とが、変形加工行程でもって前記ワーク（５）の変形加工中に所定の変形加工長さにわたって相対する方向に可動であり、かつ戻し行程でもって所定の戻し行程長さにわたって互いに離反する方向に可動であり、前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とには、前記変形加工駆動装置（３）により、前記ワーク（５）の変形加工中に所定の送り力を、相対する方向に加えることができるようになっている、押出成形、特に冷間押出成形によりワーク（５）を変形加工するための装置において、
前記変形加工駆動装置（３）用の前記制御装置（２０）は、
・前記変形加工駆動装置（３）により前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する送り力の値を測定することができる力測定装置（１６）、
・前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値を、前記変形加工駆動装置（３）により前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する送り力の値の、規定された限界値と比較することができる比較ユニット（１８）、ならびに
・測定された前記送り力の値が、前記送り力の値の前記規定された限界値に到達すると、またはこれを超過すると、前記変形加工行程の一部（変形加工部分行程）が前記変形加工長さの一部（変形加工部分長さ）にわたって実施された後に、前記変形加工駆動装置（３）が、前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを互いに相対的に、戻し行程でもって所定の戻し行程長さにわたって移動させ、かつ前記戻し行程の後に、新たな変形加工部分行程でもって、新たな変形加工部分長さにわたり、相対する方向に移動させるように、前記モータ式の変形加工駆動装置（３）を制御することができる制御ユニット（１９）
を有していることを特徴とする、押出成形、特に冷間押出成形によりワーク（５）を変形加工するための装置。
【請求項２】
前記変形加工駆動装置（３）用の前記制御装置（２０）は、前記力測定装置（１６）に接続された評価ユニット（１７）を有しており、前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値に応じて規定することができる、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、前記変形加工工具（２）および前記ワーク（５）相互に加えられた前記送り力の作用下で前記ワーク（５）の材料が流動し始めたときに前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値に応じて、規定することができる、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、事前に前記力測定装置（１６）により前記ワーク（５）の材料の流動開始時に測定された前記送り力の値に応じて規定することができる、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、前記変形加工工具（２）および前記ワーク（５）相互に加えられた前記送り力の作用下で前記ワーク（５）の材料が流動し始めたときの前記送り力の値以下の値として規定することができる、請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値に応じて可変に規定することができる、請求項２から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項記載の装置を作動させるための加工プログラムにおいて、
前記変形加工駆動装置（３）用の前記制御装置（２０）は、数値制御装置として構成されており、当該加工プログラムは、前記制御装置（２０）の前記力測定装置（１６）、前記比較ユニット（１８）および前記制御ユニット（１９）に対する制御命令を含んでおり、前記制御装置（２０）において当該加工プログラムが実施されると、前記制御命令により、
・前記力測定装置（１６）は、前記変形加工駆動装置（３）により前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値を測定し、
・前記比較ユニット（１８）は、前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値を、前記変形加工駆動装置（３）により前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の、規定された限界値と比較し、かつ
・前記制御ユニット（１９）は、測定された前記送り力の値が、前記送り力の値の前記規定された限界値に到達すると、またはこれを超過すると、前記変形加工行程の一部（変形加工部分行程）が前記変形加工長さの一部（変形加工部分長さ）にわたって実施された後に、前記変形加工駆動装置（３）が、前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを互いに相対的に、戻し行程でもって所定の戻し行程長さにわたって移動させ、かつ前記戻し行程の後に、新たな変形加工部分行程でもって、新たな変形加工部分長さにわたり、相対する方向に移動させるように、前記モータ式の変形加工駆動装置（３）を制御することを特徴とする、加工プログラム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、押出成形、特に冷間押出成形によりワークを変形加工するための装置であって、
・変形加工工具ならびに
・好適には数値式の制御装置により制御可能な、モータ式の変形加工駆動装置を備えており、
変形加工駆動装置により、変形加工工具と、変形しようとするワークとが、変形加工行程でもってワークの変形加工中に所定の変形加工長さにわたって相対する方向に可動であり、かつ戻し行程でもって所定の戻し行程長さにわたって互いに離反する方向に可動であり、変形加工工具とワークとには、変形加工駆動装置により、ワークの変形加工中に所定の送り力を、相対する方向に加えることができるようになっている。
【０００２】
本考案はさらに、前記形式の装置を作動させるための加工プログラムに関する。
【０００３】
請求項１の上位概念に記載の従来技術は、独国特許出願公開第１９７３５４８６号明細書（DE 197 35 486 A1）に開示されている。
【０００４】
この従来技術の場合には、変形加工しようとするワークと、ワークに被せ嵌められる変形加工ダイとが、送り軸線に沿って相対する方向に移動させられる。これに関係する、変形加工ダイによるワークの押圧に基づき、ワークの材料が流動し始め、送り軸線に沿って行われる変形加工ダイとワークとの相対移動の過程において、ワークは変形加工ダイにより変形加工される。変形加工ダイとワークとの相対移動は、不規則運動として実施される。周波数発生装置により、変形加工ダイとワークとは、ワークが加工されるべき変形加工長さにわたり変形加工されるまで、相対する方向と、互いに離反する方向とに、交互に移動させられる。
【０００５】
この従来技術の最適化が、本考案の課題である。
【０００６】
この課題は、本考案に基づき請求項１記載の装置により解決され、本考案による装置を作動させるためには、好適には請求項７記載の加工プログラムが用いられる。
【０００７】
押出成形に際して、変形加工工具は、変形加工しようとするワークに、ワークの材料の流動限界を上回るように設定された押圧力を加える。このために変形加工工具と、変形加工しようとするワークとには、相対する方向に所定の送り力が加えられる。ワークの材料の流動が始まると、変形加工工具とワークとは、ワークの変形加工中に変形加工工具により所定の変形加工行程でもって、相対する方向に移動させられる。この場合、送り力の作用下で実施される変形加工行程において、変形加工工具だけが、変形加工しようとするワークに向かって移動させられるか、または変形加工しようとするワークだけが、変形加工工具に向かって移動させられるか、または変形加工工具と、変形しようとするワークの両方が移動させられる、という可能性がある。ワークの材料が流動し始めると直ちに、変形加工工具によりワークに加えられるべき押圧力の値ひいては供給されるべき送り力が減少する。ただしこの場合、引き続く変形加工プロセスの過程において、ワークの変形加工に必要とされる、変形加工工具とワークとの相対移動を生ぜしめる送り力の値を高める必要がある。変形加工工具とワークとの相対移動の過程における送り力の増大の必要性について考えられる理由は、変形加工行程開始時に、変形加工工具と変形しようとするワークとの間に潤滑剤を供給することにより形成された潤滑剤膜が徐々に減少する点および／または流動化した材料が硬化する点である。ワークの変形加工用に供給されるべき送り力の増大は、相応して、変形加工工具とワークとの相対移動の結果生じる摩擦の増大を示す。本考案に基づき加工されるのは、特に金属、例えば鋼から成るワークである。
【０００８】
本考案に基づき、変形加工工具および／または変形しようとするワークに加えられる送り力の値に関して限界値が規定されていることにより、間接的に、変形加工工具とワークとの間の摩擦の範囲も制限される。変形加工行程の最中に、ワークが変形加工長さ全体にわたり加工される前に、変形加工工具とワークとの相対移動に基づき生じる、変形加工工具と、変形しようとするワークとの間の摩擦が一定量に達するかまたはこれを超過すると、変形加工行程を生ぜしめるために変形加工工具および／または変形しようとするワークに加えられるべき送り力も、所定の限界値に達するかまたはこれを超過することになり、変形加工行程は、変形加工部分行程の後に中断される。次いで変形加工工具と、まだ加工を終えていないワークとが、戻し行程でもって、所定の戻し行程長さにわたり、互いに離反する方向に移動させられる。これにより変形加工工具とワークとの間に生じる間隙には再び潤滑剤を供給することができ、この潤滑剤は、戻し行程に続く新たな変形加工部分行程に際して、変形加工工具と変形しようとするワークとの間に、比較的小さな摩耗をもたらす。このようにして、必要ならば、ワークが変形加工長さ全体にわたり加工されるまで、進められる。
【０００９】
変形加工行程の過程において、変形加工工具と、変形しようとするワークとの間に生じる摩擦が制限されることにより、本考案の場合には、摩擦に起因して変形加工工具に生じる摩耗が最小化されると共に、ワークの変形加工結果の質が摩擦に起因して損なわれる、ということが回避される。
【００１０】
同時に、送り力の値の限界値に達することまたはこれを超過することにより発動される、変形加工工具および／または変形しようとするワークの戻し行程は、変形加工行程に際して変形加工工具と、変形しようとするワークとの間に生じる摩擦の数値的な増大およびこれに結びついた、変形加工工具および／または変形しようとするワークに加えられるべき送り力の数値的な増大が戻し行程を要求した場合にのみ実施される、ということも保証されている。
【００１１】
つまり本考案では、変形加工工具と、変形しようとするワークとが、変形加工長さ全体にわたり中断されずに、互いに相対的に移動させられ、ひいてはワークの変形加工が一気に実施される、ということが十分に考えられる。戻し行程は、上述した理由から実際に要求された場合にのみ実施される。
【００１２】
したがって本考案では、変形加工工具と、変形しようとするワークとを、変形加工プロセス終了まで互いに相対的に移動させる必要のある最小限の距離全長において、変形加工工具の最小の摩耗と、変形加工されたワークの最高の加工クオリティが得られる。変形加工工具と、変形しようとするワークとにより変形加工プロセスの終了まで実施されるべき相対移動の値の最小化もやはり、摩耗を減じるように作用する。その上、変形加工工具とワークとが互いに相対的に進むべき距離の全長の、本考案による最小化は、個々の変形加工プロセスの時間的な最適化ひいては場合によっては上位の製造プロセスのサイクル時間の最小化をもたらす。
【００１３】
独立請求項１記載の本考案の好適な構成形式は、従属請求項２〜６に記載されている。
【００１４】
本考案による変形加工装置の１つの好適な構成形式の場合、変形加工駆動装置用の制御装置は、力測定装置に接続された評価ユニットを有しており、この評価ユニットにより、ワークの変形加工中に変形加工駆動装置により変形加工工具とワークとを相対する方向に押圧する送り力の値の限界値を、力測定装置により測定された送り力の値に応じて規定することができる（請求項２）。
【００１５】
本考案の別の有利な構成では、変形加工工具とワークとを、ワークの変形加工中に相対する方向に押圧する送り力の値の限界値は、制御装置の評価ユニットにより、変形加工工具および／またはワークに加えられた送り力の作用下でワークの材料が流動し始める送り力の値に関して規定される（請求項３）。この場合、本考案では特に、ワークの材料の流動開始時の送り力の値と同じ限界値またはこの限界値を僅かに下回る限界値を規定する評価ユニットが用いられる（請求項５）。
【００１６】
変形加工工具および／またはワークに加えられる、被加工ワークの材料が流動し始める送り力の値は、関連するパラメータ、特に関連する材料特性値を考慮して、計算により求めることができる。
【００１７】
具体的な加工事例に最適に合わせる点において、本考案による装置の構成形式は優れており、本考案による構成形式の場合には、変形加工駆動装置用の制御装置の評価ユニットは、変形加工工具および／またはワークにワークの加工中に加えられる送り力の値の限界値を規定するために、ワークの材料の流動開始時に事前に測定された送り力の値が利用されるように形成されている（請求項４）。具体的な加工事例においてワークの材料が実際に流動し始めたときの送り力の値を測定することにより、送り力の値の限界値を規定するために、具体的な加工事例を表す基礎が得られる。追加的に、機械に起因するプロセスの不連続性および変動幅が検出され、相殺される。本考案による装置は要するに、自己学習特性を有している。具体的な加工事例において変形加工しようとするワークの材料が流動し始めるときの送り力の値は、例えば変形加工工具の摩耗状態および／または互いに接触し合う工具面とワーク面の状態により、影響を及ぼされる。
【００１８】
本考案による装置の別の好適な構成では、請求項６に示すように、ワークの変形加工中に変形加工工具および／またはワークに加えられる送り力の値の限界値を、変形加工長さにわたって可変に規定することができる、変形加工駆動装置用の制御装置の評価ユニットが設けられている。本考案のこの特徴は、ワーク変形加工時の状態が変形加工長さにわたり、例えば工具、ワークおよび／または材料に起因して変化し得る、という事情を考慮したものである。送り力の値の限界値を可変に規定するための、本考案による好適な手段は、請求項４記載の装置の、自己学習型の変化態様をもたらす。この場合、変形加工駆動装置用の制御装置の評価ユニットにより、変形加工部分行程毎に、送り力の値の個別の限界値が規定され得る。
【００１９】
以下に、本考案を例示的な概略図に基づきより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ワークを押出成形するための装置を示す図である。
【図２】図１に示した装置を用いて実施された、力・時間線図で表された変形加工プロセスを示す図である。
【００２１】
図１では、ワークを変形加工するための装置１は、変形加工工具として変形加工ダイ２を有しており、変形加工ダイ２は、変形加工駆動装置３により、移動軸線４に沿って、かつこの場合、変形加工しようとするワークに対して相対的に移動させることができる。ワークは図示の例では、鋼から製造された、自動車用ドライブシャフトのシャフトブランク５である。シャフトブランク５は緊締ユニット６により緊締されているので、その位置は、移動軸線４に沿って不変である。
【００２２】
シャフトブランク５の、直径が減少されたシャフト端部７には、冷間押出成形により外側歯列が設けられており、外側歯列の歯は、シャフト端部７に沿って移動軸線４に対して平行に延在している。このために変形加工ダイ２は、相応する賦形歯列８を有している。賦形歯列８は複数の歯（詳細には図示せず）を有しており、これらの歯は変形加工ダイ２のダイ開口１０の、直径が減少された中空円筒部分９の壁に沿って、移動軸線４に対して平行に延在している。シャフトブランク５に向かって、ダイ開口１０は直径が減少された中空円筒部分９を起点として、変形加工ダイ２の円錐形の入口１１まで広がっている。
【００２３】
装置１の変形加工駆動装置３は、本考案の場合には、静止シリンダ１２と、シリンダ１２の内部で移動軸線４に沿って可動に案内されたピストン１３とを備えた液圧式のピストン・シリンダ駆動装置である。別の駆動装置構成形式、例えばサーボシリンダも考えられる。
【００２４】
ピストン１３のピストンロッド１４には、シリンダ１２の外側において変形加工ダイ２が取り付けられており、この場合、ピストンロッド１４と変形加工ダイ２との結合は、固定継手１５を介して生ぜしめられる。
【００２５】
固定継手１５の領域には力測定装置１６が位置しており、力測定装置１６は、評価ユニット１７、比較ユニット１８および制御ユニット１９と同じく、変形加工駆動装置３のプログラミング可能な数値制御装置２０の一部である。力測定装置１６は、従来の構成形式の複数の力センサを有している。
【００２６】
変形加工ダイ２の、固定継手１５とは反対の側には、潤滑剤供給部２１が示唆されている。潤滑剤供給部２１は、変形加工ダイ２に接続されており、変形加工ダイ２と共に移動軸線４に沿って可動である。
【００２７】
シャフトブランク５をシャフト端部７において変形加工するためには、図１に示した状態から出発して、変形加工駆動装置３が作動させられる。これにより、変形加工駆動装置３のピストン１３が、ピストンロッド１４と、ピストンロッド１４に結合された変形加工ダイ２と共に、送り方向（矢印２２）で、図面では右側に向かって移動する。これにより、シャフトブランク５のシャフト端部７は、移動軸線４に沿って、変形加工ダイ２のダイ開口１０内へ入り込む。シャフト端部７の横断面は、ダイ開口１０の、直径が減少された中空円筒部分９に設けられた賦形歯列８の各歯の先端にわたって測定された横断面に対して、過剰寸法を有している。
【００２８】
よって、変形加工ダイ２により、移動軸線４に沿って送り方向２２でシャフトブランク５に対して相対的に行われる移動の過程において、変形加工ダイ２の賦形歯列８は、その歯の、送り方向２２において先行する端部でもって、シャフトブランク５のシャフト端部７の端面にぶつかることになる。変形加工駆動装置３により送り方向２２で変形加工ダイ２に加えられる軸方向の送り力の作用に基づき、シャフトブランク５は変形加工ダイ２により、送り方向２２で押圧される。変形加工ダイ２に加えられた送り力の値は、数値制御装置２０の力測定装置１６により測定され、数値制御装置２０の評価ユニット１７に供給される。
【００２９】
変形加工駆動装置３により、シャフト端部７の端面に当接する変形加工ダイ２に加えられる送り力の値は、変形加工ダイ２によりシャフト端部７に加えられる押圧力の作用に基づき、シャフトブランク５の材料が流れ始めるまで、増大する。
【００３０】
材料の流れの開始は、送り方向２２に力を加えられた変形加工ダイ２に対するシャフトブランク５の抵抗の急な減少の形で現れ、ひいては変形加工ダイ２に加えられる送り力の急な減少の形でも現れる。これにより生じる力特性線に基づき、力測定装置１６により測定された送り力の値が連続的に供給される評価ユニット１７は、変形加工駆動装置３から変形加工ダイ２に加えられた、具体的な加工事例においてシャフトブランク５の材料の流動が始まる送り力の値を特定する。送り力のこの値に基づいて、評価ユニット１７は、変形加工駆動装置３によりシャフトブランク５の変形加工中に変形加工ダイ２に加えられる送り力の値の限界値を規定し、この場合、この限界値は、本考案の場合には、変形加工駆動装置３により材料流動開始時に変形加工ダイ２に加えられた送り力の値を僅かに下回るように、設定される。評価ユニット１７により規定された、変形加工駆動装置３によりシャフトブランク５の変形加工中に変形加工ダイ２に加えられる送り力の値の限界値は、数値制御装置２０の比較ユニット１８に記憶される。
【００３１】
シャフトブランク５の材料の流動開始後に、変形加工ダイ２は変形加工駆動装置３により駆動されてシャフトブランク５のシャフト端部７においてシャフトブランク５を変形加工しつつ、送り方向２２に沿って移動する。
【００３２】
シャフトブランク５の変形加工中に変形加工ダイ２が移動を開始する前に、潤滑剤供給部２１によりシャフトブランク５のシャフト端部７に供給された潤滑剤は、変形加工ダイ２の賦形歯列８と、シャフトブランク５のシャフト端部７の表面との間に、潤滑膜を形成する。潤滑膜は、変形加工ダイ２の賦形歯列８の歯と、賦形歯列８の歯により変形加工される、シャフトブランク５のシャフト端部７の領域との間の摩擦の減少をもたらす。変形加工ダイ２の移動の進行に基づき、変形加工ダイ２の賦形歯列８と、シャフトブランク５のシャフト端部７との間の潤滑膜は徐々に減少し、シャフトブランク５に対して相対的な変形加工ダイ２の移動に対する移動抵抗が、摩擦に基づき増大することになる。移動抵抗を克服するために、変形加工駆動装置３は送り方向２２で変形加工ダイ２に、値的に増大する送り力を加える。
【００３３】
シャフトブランク５のシャフト端部７に対して相対的な、変形加工ダイ２の、材料の流動開始に引き続く軸方向移動の最中も、力測定装置１６により、変形加工ダイ２により加えられた送り力の目下の値が連続的に測定される。得られた測定値は、比較ユニット１８において連続的に、変形加工ダイ２に加えられた送り力の値の、事前に規定された限界値と比較される。変形加工ダイ２の変形加工行程の過程において、変形加工長さ全体にわたる変形加工の完了前に、送り力の測定値が比較ユニット１８に記憶された限界値に達すると、数値制御装置２０の制御ユニット１９により変形加工駆動装置３が制御され、その結果、変形加工ダイ２の送り方向２２での移動が中断され、変形加工ダイ２は代わりに、送り方向２２とは逆の戻し方向（矢印２３）で、数値制御装置２０に記憶された戻し行程長さにわたって移動させられる。
【００３４】
変形加工ダイ２の、変形加工部分行程に従って実施される戻し行程に基づき、シャフトブランク５のシャフト端部７の、事前に既に変形加工された長さ部分が、潤滑剤供給部２１により潤滑剤を供給するためにアプローチ可能になる。シャフトブランク５のシャフト端部７に潤滑剤が供給された後で、変形加工ダイ２は変形加工駆動装置３により、変形加工ダイ２に設けられた賦形歯列８の歯の、送り方向２２において先行する長手方向端部が、シャフトブランク５のシャフト端部７のまだ加工されていない部分にぶつかるまで、戻された位置から再び送り方向２２に移動させられる。変形加工駆動装置３により変形加工ダイ２に加えられる送り力の増大に基づき、シャフトブランク５の材料が再び流動させられることになる。
【００３５】
シャフトブランク５の材料の流動が再び開始される際に変形加工ダイ２に加えられる送り力の値は、力測定装置１６により測定され、かつ数値制御装置２０の評価ユニット１７において、引き続いて比較ユニット１８に記憶される、シャフトブランク５の変形加工中に変形加工ダイ２に加えられる送り力の値の限界値を新たに規定する基礎として用いられる。
【００３６】
材料の流動の新たな開始には、シャフトブランク５に対して相対的な、変形加工ダイ２の新たな変形加工部分行程が続く。新たな変形加工部分行程の最中にも、変形駆動装置３により変形加工ダイ２に加えられた送り力の値は力測定装置１６により検出され、比較ユニット１８において、事前に規定された限界値と比較される。測定された送り力の値が事前に規定された限界値に達すると、変形加工駆動装置３は再び数値制御装置２０の制御ユニット１９により、新たな変形加工部分行程が実施される前に、変形加工ダイ２の戻り行程を意図して制御される。このようにして、シャフトブランク５のシャフト端部７が変形加工長さ全体にわたり加工されるまで進む。
【００３７】
図２には例示的に、１回の変形加工プロセスの変形加工部分行程の最中に変形加工駆動装置３により変形加工ダイ２に加えられた送り力の時間的な推移が示されており、時間的な推移において、変形加工ダイ２は、当該のシャフトブランク５のシャフト端部７に、その全長にわたり所望の外側歯列が施されるまで、複数回の変形加工部分行程を実施すると共に、これらの変形加工部分行程の間に１回ずつ戻し行程を実施する。
【００３８】
終了時には変形加工ダイ２が、まだ変形加工されていないシャフト端部７の残りの長さに対して事前に変形加工された部分長さにわたって戻される、変形加工ダイ２の戻し行程に続き、点Ｉにおいて変形加工駆動装置３により、送り方向２２に加えられる送り力でもって、変形加工ダイ２の再押圧が開始される。点ＩＩにおいて、変形加工ダイ２は賦形歯列８でもって送り方向２２で、シャフト端部７のまだ加工されていない部分長さにぶつかる。このときまでに変形加工駆動装置３により変形加工ダイ２に加えられる軸方向の送り力は、変形加工ダイ２がシャフト端部７の、既に加工された部分長さを越えて移動し、その際に生じる摩擦を克服するために必要とされるものである。
【００３９】
変形加工ダイ２が賦形歯列８でもって送り方向２２で、シャフト端部７のまだ加工されていない部分長さにぶつかると（点ＩＩ）、変形加工ダイ２に、比較的急激に増大する送り力が加えられることで、変形加工ダイ２により、シャフト端部７が軸方向に加圧され、これにより、シャフト端部７の材料が流動し始める（点ＩＩＩ）。材料の流動開始時に力測定装置１６により測定された、変形加工駆動装置３により送り方向２２で変形加工ダイ２に加えられた送り力の値に応じて、数値制御装置２０により上述したように、変形加工駆動装置３によりシャフトブランク５の変形加工中に変形加工ダイ２に加えられる送り力の値の限界値が規定され、この限界値は、点ＩＩＩにおける材料の流動開始時の送り力の値よりも僅かに小さい。変形加工駆動装置３によりシャフトブランク５の変形加工中に変形加工ダイ２に加えられる送り力の値の、規定された限界値は、数値制御装置２０の比較ユニット１８に記憶される。
【００４０】
シャフト端部７における材料の流動開始後に、変形加工ダイ２に加えられる送り力は、まず大幅に減少する。変形加工ダイ２は、シャフト端部７を変形加工しつつ、シャフト端部７に沿って移動する。事前にシャフト端部７に供給された潤滑剤により形成された、変形加工ダイ２の、送り方向２２に移動する賦形歯列８と、シャフト端部７との間の潤滑膜は、変形加工ダイ２の移動がシャフト端部７に沿って進むにつれて、徐々に減少する。潤滑膜の減少に伴い、変形加工駆動装置３により変形加工ダイ２に加えられる送り力の増大が生じる。
【００４１】
最終的に、変形加工駆動装置３により変形加工ダイ２に加えられる送り力の値は、点ＩＶにおいて、事前に規定され、数値制御装置２０の比較ユニット１８に記憶された限界値に達する。その結果、数値制御装置２０の制御ユニット１９が変形加工駆動装置３を制御して、変形加工ダイ２の新たな変形加工部分行程が導入される前（点Ｉａ）に、変形加工ダイ２の送りを中断させ、かつ変形加工ダイ２は、シャフト端部７の、まだ加工されていない部分から、戻し行程長さにわたって戻される。
【図１】
0003225187.tif 000003
【図２】
0003225187.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月9日(2019.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
押出成形、特に冷間押出成形によりワーク（５）を変形加工するための装置であって、
・変形加工工具（２）ならびに
・好適には数値式の制御装置（２０）により制御可能な、モータ式の変形加工駆動装置（３）を備えており、
該変形加工駆動装置（３）により、前記変形加工工具（２）と、変形しようとするワーク（５）とが、変形加工行程でもって前記ワーク（５）の変形加工中に所定の変形加工長さにわたって相対する方向に可動であり、かつ戻し行程でもって所定の戻し行程長さにわたって互いに離反する方向に可動であり、前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とには、前記変形加工駆動装置（３）により、前記ワーク（５）の変形加工中に所定の送り力を、相対する方向に加えることができるようになっている、押出成形、特に冷間押出成形によりワーク（５）を変形加工するための装置において、
前記変形加工駆動装置（３）用の前記制御装置（２０）は、
・前記変形加工駆動装置（３）により前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する送り力の値を測定することができる力測定装置（１６）、
・前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値を、前記変形加工駆動装置（３）により前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する送り力の値の、規定された限界値と比較することができる比較ユニット（１８）、ならびに
・測定された前記送り力の値が、前記送り力の値の前記規定された限界値に到達すると、またはこれを超過すると、前記変形加工行程の一部（変形加工部分行程）が前記変形加工長さの一部（変形加工部分長さ）にわたって実施された後に、前記変形加工駆動装置（３）が、前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを互いに相対的に、戻し行程でもって所定の戻し行程長さにわたって移動させ、かつ前記戻し行程の後に、新たな変形加工部分行程でもって、新たな変形加工部分長さにわたり、相対する方向に移動させるように、前記モータ式の変形加工駆動装置（３）を制御することができる制御ユニット（１９）
を有していることを特徴とする、押出成形、特に冷間押出成形によりワーク（５）を変形加工するための装置。
【請求項２】
前記変形加工駆動装置（３）用の前記制御装置（２０）は、前記力測定装置（１６）に接続された評価ユニット（１７）を有しており、前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値に応じて規定することができる、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、前記変形加工工具（２）および前記ワーク（５）相互に加えられた前記送り力の作用下で前記ワーク（５）の材料が流動し始めたときに前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値に応じて、規定することができる、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、事前に前記力測定装置（１６）により前記ワーク（５）の材料の流動開始時に測定された前記送り力の値に応じて規定することができる、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、前記変形加工工具（２）および前記ワーク（５）相互に加えられた前記送り力の作用下で前記ワーク（５）の材料が流動し始めたときの前記送り力の値以下の値として規定することができる、請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
前記制御装置（２０）の前記評価ユニット（１７）により、前記ワーク（５）の変形加工中に前記変形加工駆動装置（３）により前記変形加工工具（２）と前記ワーク（５）とを相対する方向に押圧する前記送り力の値の前記限界値を、前記力測定装置（１６）により測定された前記送り力の値に応じて可変に規定することができる、請求項２から５までのいずれか１項記載の装置。